بهینه سازی ستون میانی خودرو (B-pillar ) از جنس کامپوزیت جهت دستیابی به چیدمان مناسب لایه‌ها در تست برخورد از کنار به کمک الگوریتم ژنتیک

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 رئیس دانشکده مهندسی خودرو دانشگاه علم و صنعت ایران

2 عضو هیئت علمی دانشگاه علم وصنعت ایران دانشکده مهندسی خودرو

3 دانشجو

4 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه علم و صنعت دانشکده مهندسی خودرو

چکیده

در مقاله پیش‌رو به منظور بهبود رفتار خودرو سمند در برخورد از کنار، بخش داخلی ستون‌میانی خودرو سمند با استفاده از کامپوزیت‌های لایه‌ای ساخته شده از کربن – اپوکسی مدل شده است و سپس شبیه سازی تست برخورد از کنار بر اساس استاندارد FMVSS 214 از طریق آنالیز اجزای محدود صورت گرفته است. از آن‌جایی که تغییر در چیدمان لایه‌ها سبب تغییر مقاومت سازه در برابر برخورد می‌شود، با استفاده از الگوریتم ژنتیک و شبکه عصبی نتایج بهینه برای کمترین میزان نفوذ ستون ارائه گردیده است. همچنین به منظور دستیابی به چیدمان‌های یکنواخت از روش‌های طراحی آزمایش تاگوچی و همرسلی استفاده شده است که از آن جمله می‌توان به 49 آزمایش تاگوچی برای 8 لایه در محدوده 90- تا 90 درجه، 120 آزمایش همرسلی برای 8 لایه در محدوده صفر تا 90 درجه، 120 آزمایش همرسلی برای 4 لایه در محدوده صفر تا 90 درجه و ... اشاره کرد. بر اساس نتایج ارائه شده و داده‌های بدست آمده از الگوریتم‌های بهینه‌سازی و نیز بررسی کامل صحت آزمایشات، بهترین رفتار سازه در این برخورد در محدوده چیدمان 40 تا 50 درجه اتفاق افتاده و برای چیدمان خاص ارائه شده در بخش نتایج کمترین میزان جابجایی و نفوذ بدست می‌آید. بدین ترتیب بیشترین محافظت از محفظه سرنشینان صورت می‌گیرد که از مهمترین چالش‌ها در برخورد از کنار می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


[1] Reddy S (2007) Modeling and analysis of composite b-pillar for side-impact protection of occupant in a sedan. Submitted to college of engineering Wichita state university for the degree of Master of Science: 5–22.

[2] Menzel S (2010) Optimization of a composite b-pillar. Volkswagen Group Research: 1–5.

[3] Garib A, Shakeri M (2010) Stacking sequence optimization of laminated cylindrical shell for buckling and free vibration using genetic algorithm and neural network. Department of Mechanical Engineering, Amirkabir University: 1–6.

[4] Vnucec Z (2000) Analysis of the laminated composite plate under combined load. TMT 2000 – Trends in the Development of Machinery and Associated Technology, Proceedings, Zenica: 267–274.

[5] شمس ش، وطن پرست م، حسنی ع الف (1389) بررسی رفتار پوسته مخروطی کامپوزیتی در جذب انرژی برخورد تحت ضربه محوری. دهمین کنفرانس انجمن هوافضای ایران، ص 1–5.

 [6] Federal Motor Vehicle Safety Standards (FMVSS) (1995) No.214 Side Impact Protection, U.S Department of Transportation.

[7] Niu MCY (1988) Airframe structural design. Conmilit Press.

[8] محسنی شکیب  س م (1389) مکانیک سازه­های مرکب. انتشارات دانشگاه امام حسین(ع).

 [9] Department of Defense Handbook (2002) Composite material handbook, polymer matrix composite materials usage, design and analysis. MIL-HDBK-17-3F, Volume 3.

[10] Robert M. Jones, “Mechanics of Composite Material”, Published by Taylor and Francis, Second Edition, 1999

[11] Penning RL (1982) Failure modes of fiber reinforced laminates. ESDU Journal, composite series: 82025

[12] Tasi SW, Pagano NJ (1968) Invariant properties of composite material. Technomic, Stamford, Connecticut: 233–253.

[13] Ranjit R (1990) A primer on the taguchi method. Van Nostrand Reinhold.

[14] http://www2.research.att.com/~njas/oadir/index.ht
ml. a Library of Orthogonal Aray, N. J. A. Sloan (2007).

[15] Jang SM, Kawai Y (2005) Energy absorption characteristics on aluminum beams sterengthened with cfrp laminated under impact loading. Key Engineering Materials 297-300: 1–3.